2-1 實驗流程圖
2-2 試片準備與處理
2-2-1 試片材料
本研究所使用的材料為日本TOMY公司 (TOMY Inc., Fukushima, Japan)所生產之Super chainTM，heavy force, short span (原名：
NEO chain，後來將NEO chain之製作方式由原本熱可塑製作改成熱硬 化製作，遂改名為super chain)，而且本實驗選擇的super chain顏 色只有一種 (Clear type)，避免因顏色不同造成的干擾。Super chain 在 市 面 上 販 賣 有 二 型 ， 中 鏈 型 (medium span) 及 短 鏈 型 (short span)，而每一型又分heavy force 及light force 二款 (圖2-2)，
中鏈與短鏈之間的差異是環與環之間的連結長短 (圖2-3)，而heavy force與light force之間的差別主要是彈性鏈之厚度heavy force比 light force多0.2mm (圖2-4)，由於彈性鏈的厚度尺寸會影響力量的 表現，在臨床上常使用heavy force之彈性鏈主要是其力量表現較 佳。此外根據De Genova[21]等人的文獻報告指出，短鏈型比長鏈型 擁有更好的拉出輸出，也因此多採用短鏈型 (short span)進行治 療 。 此 公 司 所 生 產 之 彈 性 鏈 在 以 往 的 製 作 方 法 為 熱 可 塑 (Thermoplastic)，然而最近據TOMY公司自述目前改良後以熱硬化 (Thermosetting)之方式來製作，可以獲得比以往更佳之力量 (表2-1
附上原廠所做之力量測試表)。雖然原廠所提供之資料不一定完整及 正確，不過仍可供參考。
圖 2-2 TOMY 所生產之 Elastic modules，綠色為 heavy force，藍色為 light force，每種 force 又 分 S (short span)及 M (Medium span)，以應臨床 上各種空間大小之關閉。[2]
圖 2-3 Super chain 之厚度，light force 為 0.4mm，heavy force 為 0.6mm。
[2,45]
圖 2-4 Super chain 環間距離，
short span 為 3.0mm，medium span 則為 3.6mm。[2,45]
熱可塑型(Neochain), 熱硬化型(Superchain II) Medium span, light force Medium span, light force 星期後，熱可塑之彈性力量衰減是 3.14-1.84=1.3[N]比起熱硬化
2.78-1.84=0.94[N]，顯示熱硬化力量衰減比較小。
空間時之力量輸出模式，我們設計了此一體外模擬的實驗，利用一塊 壓克力板，上面黏著固定長度的小壓克力顆粒，使用彈性鏈掛在顆粒 上模擬彈性鏈在口內被拉伸一定長度，而此拉伸長度以大約是下顎前 牙 6 顆 (犬齒到犬齒)之距離為準 (圖 2-6)，選擇此一區域之牙齒主 要是因為這幾顆牙齒之近遠心長徑總和是牙齒長徑總和中最短的，如 果短鏈型彈性鏈在此 6 顆牙齒中仍具良好之殘存應力，那麼在其他區 域也會具有比此區域更佳之拉力，因此從實際 10 位患者口腔內量取 下顎 6 顆前牙之近遠心距離，但最外側犬齒只量取到矯正支架遠心 端，以模擬彈性鏈拉開時的距離，而此 6 顆牙齒近遠心長徑總和包含 矯正支架平均大約是 37mm (表 2-2)。此壓克力試片支架將會在下一 節詳細說明。
圖 2-5 當牙齒只剩 2mm 的空間，這樣的空間通常 都是使用彈性鏈來進行關閉。
2-2-2 試片支架
首先準備 24 塊壓克力板，每塊壓克力板之尺寸為長 60mm，寬 60mm，厚度為 4mm (圖 2-7)，選取此尺寸之壓克力板主要是為了符 合要在上面拉撐 5 條彈性鏈，每條彈性鏈之組成為 8 個環，但實際進 行拉撐實驗只有中間 6 個環，二端尾部各留一個環方便在轉移時可以 拉開 (圖 2-8)。此外為了模擬矯正支架 (bracket)以便彈性鏈能夠 掛在上面，另外製作了壓克力製成之小顆粒，方便黏著在壓克力板 上，此壓克力小顆粒之尺寸為了符合矯正支架之尺寸，定為長 2mm，
寬 2mm，高 3mm (圖 2-9)，高度之所以為 3mm 主要是方便掛上彈性鏈，
病患下顎前牙之近遠心距離 (mm)
1 36.52 6 37.53 2 37.79 7 36.47 3 38.08 8 37.62 4 36.36 9 36.67 5 36.13 10 37.66 平均：37.083
圖 2-6 下顎 6 顆前牙之距離總和(量至 下顎犬齒的矯正支架遠心端)。
表 2-2 實際 10 位患者之下顎前牙近遠 心距離量測值及平均值。
圖 2-7 選用之壓克力板長 2-10)，二條彈性鏈之間的距離則為 1mm，此距離過小將會影響掛上 彈性鏈之動作，為了精確控制小壓克力塊黏著位置，在壓克力板背面 黏上方格紙 (圖 2-11)，方格紙的刻度每一格為 1mm，製作完成之壓 克力板試片支架成品如圖 2-10 所示。
在此之前pilot study中，曾經嘗試各種不同製作試片的方法，
然而在實驗過程中發現這些方法不盡理想，於是慢慢修正為使用目前 之方式，以下將會列出之前曾經嘗試之各種試片製作，及所產生之問 題。
試片製作一：使用木板
木頭材質在水中一段時間後會產生吸收水份的現象，另外木頭比 重小於水，會在水上飄浮不容易固定在水裡，經過評估後發現並不適 合當作實驗之試片支架。(圖2-12)
試片製作二：使用壓克力板，並用釘子釘入，此試片支架之製作 方式比較容易造成釘子之鬆動，由於本實驗對彈性鏈之拉撐距離須特 別重視，些微釘子鬆動有可能影響實驗結果，為避免造成實驗數據有 人為誤差，所以放棄此製作方式。
試片製作三：使用壓克力板，並以木螺絲鎖入。此方法在操作時 須先以高速或低速鑽針先行鑽孔動作，之後以最小尺寸 (直徑0.15) 之 木 螺 絲 鎖 入 ( 圖 2-13) ， 由 於 木 螺 絲 具 有 自 攻 作 用 (self-tapping)，因此在一開始的鑽孔動作不需要鑽到與木螺絲直徑 一樣大，稍微略小於螺絲，以十字形螺絲起子直接鎖入至穩固深度。
原先使用此方法時認為非常理想，且製作方式堪稱簡單，唯一缺點只 有因為木螺絲的頭比較寬，在放入彈性鏈時有過份撐開之可能，然而
圖 2-12 木板在水中 3 天之情 形，由於木頭會吸收水份，恐有 尺度變化之虞，於是不考慮使 用。
圖 2-13 使用螺絲起子將自攻型
木螺絲鎖入。 圖 2-14 木螺絲在水中二天後嚴
重生銹的情形。
圖 2-11 在壓克力板上黏上方格 紙以便精確定位。
經過pilot study測試時，發現此一試片在水中一天即有些許生銹現 象，經過二天在恆溫水槽中，生銹現象變得非常嚴重 (圖2-14)，恐 有影響實驗結果之虞，於是放棄此一試片之製作。
最後所採用之壓克力板配合使用快乾劑 (氰基丙烯酸酯)將小壓 克力顆粒黏在壓克力板上，此方法不會有生銹之問題，又可提供足夠 支撐彈性鏈之強度，然而在黏著時會比較花費時間 (圖2-10)。
2-3 試驗儀器和設備
在此研究當中會使用到一些儀器和設備，包含恆溫水槽、精密溫 度計、PH值測量儀、電子推拉力計及座檯、拉力記錄軟體，以下逐一 介紹。
1. 恆溫水槽：此恆溫水槽為自製之水槽，槽身使用不銹鋼材質，
尺寸為35cmx30cmx12cm 如圖所示 (圖2-15)，水槽底部有加熱器及突 出一溫度感應計可感應水溫，在面板上可設定溫度，一旦達到設定溫 度即不會再進行加熱動作，此外會在水槽上層架設不銹鋼網架 (圖 2-16)，以便將壓克力放置在架上。另外在水槽底部加設一水流循環 裝置，以便使水槽內部溫度更加一致，此外另有水槽上蓋，以免在實 驗時有外來物質掉落到水槽中。在本實驗中恆溫水槽所維持的水溫大 約37℃。
2. 精 密 溫 度 計 (Mr. Aqua,IC Aquarium heater Mx-1012, Taiwan) (圖2-17)：此為數位顯示型溫度計，主要用來量測水溫，可 顯示到小數點以下一位數，此溫度計具有一插槽及溫度控制旋鈕，若 將石英加熱管 (圖2-18)插入溫度計的插頭，當達到面板設定的溫度 時，插頭會自動斷電停止加熱，雖然面板上只顯示到34℃，但經過實 際測試可以再將旋鈕轉超過34℃，所得之實際溫度大約36~37℃，剛
好是本實驗所設定之口腔內溫度之範圍，且將本溫度計與水槽所用之 溫度計做一比對，發現二者所量得之溫度幾乎一樣。
3. 石英加溫管 (圖2-18)：與上述之溫度計同時使用，可將小水 槽加熱提高溫度到口腔內之溫度，在本實驗中，雖然有二個大水槽可 控制在恆溫，當我們進行pH值變化組實驗時會配製二個小水槽，由於 控制的變項必須只有pH值，溫度仍需與大水槽相同，因此仍需加熱至 37℃，我們是使用石英加熱管對小水槽進行加熱。
4. pH測量儀 (圖2-19)：此測量儀可分成機身及電極棒，電極棒 平時必需放置在pH值為7.01之保養液中，等到要使用時才取出，可量 測至小數點以下1位數，量測方法為直接將電極棒放入被測液中，輕 輕攪拌5秒，靜置5秒再繼續攪拌5秒重覆3~4次再讀取LED之數值。
5. 電子推拉力計及座檯 (圖2-20)：本實驗量測力量所用的推拉 力計為Algol HF-10, Japan[30]，此型號之拉力計最大上限可量測至 10公斤，最小單位則是1克，精確度為0.1%，解析度為1/10000 搭配 這 個 拉 力 計 之 測 試 檯 為 型 號 JSV-H1000 之 立 式 自 動 測 試 檯 (Automatic Handy Stand)，此座檯為電動移動式，同時也可以顯示 移動距離，拉力計與座檯間之連結主要是靠RS-232連接線。
為了讓彈性鏈能穩固地掛在推拉力計及座檯上並進行力量的量 測，我們製作了二個夾治具分別鎖在上述二者上(圖2-23)，由於此夾
治具是藉由螺絲鎖住固定拉勾，然而為了能100%確保拉勾不會移動，
我們使用快乾膠滴入螺絲內。
6. 拉力記錄軟體 (QCForce)：此軟體是與推拉力計及座檯共同 使用，透過RS232連接線可從拉力計上截取所量得之數值並記錄到電 腦上繪製成圖表，也可以進行簡單的計算，如平均值和標準差。
加熱管 溫度控制面板
水流循環馬達 馬達入水口
馬達出水口 排水口
圖 2-15 恆溫水槽各部結構名稱。
溫度計
圖 2-16 製作一不銹鋼網架放置在 加熱管及循環水管上面，以方便放 置試片及拿取試片。
圖 2-17 本實驗所使用的溫度計，本 身除了可以量測溫度，還可以連接 石英加熱管，進行水溫之控制。
圖 2-18 石英加熱管，可與溫度計之 插槽連接進行水溫的控制。
圖 2-19 pH 值測量儀，可測量到小
數點以下一位數。 圖 2-20 電子推拉力計及座檯。[30]
圖 2-21 此夾治具提供二個掛勾可以讓彈性鏈掛在上 面，而掛勾則分別鎖在拉力計及座檯上面。
2-4 實驗步驟
2-4-1 實驗分組
將先前準備好的24塊壓克力板支架上面掛上120條彈性鏈，相當 於每塊壓克力板上有5條彈性鏈，本實驗將試片分成4組，每一組共6 片壓克力板 (30條彈性鏈)代表不同之環境條件，並且對每一組均選 擇6個時間點量測力量，所得之數據以 QCForce記錄並繪製成圖表。
第一組 (A組，控制組)：彈性鏈置於空氣中
此組記錄彈性鏈在空氣中彈性鏈力量變化之情形，我們準備6塊 壓克力支架，每個支架懸掛5條6環彈性鏈，共計30條彈性鏈，為了統
此組記錄彈性鏈在空氣中彈性鏈力量變化之情形，我們準備6塊 壓克力支架，每個支架懸掛5條6環彈性鏈，共計30條彈性鏈，為了統